物(wu)理性(xing)能是指(zhi)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)本身的(de)(de)屬性(xing),即材料(liao)、物(wu)品所具有的(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)和(he)功能。一般來說,凡物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)改變時,不涉(she)及物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)子化學(xue)組(zu)成的(de)(de)改變,這種性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)就屬于物(wu)理性(xing)能。
1. 密度
密度:物質的質量與其體積(ji)的比(bi)值(zhi),即(ji)物質單位體積(ji)的質量。
奧氏體系列不銹(xiu)鋼的代表鋼種06Cr19Ni10(304)的密度比碳鋼大,馬氏體系列不銹鋼12Cr13(410)和鐵素體系列不銹鋼10Cr17(430)的密度比碳鋼小。與其他材料相比較,如比塑料(為1.2g/cm3)、玻璃(為2.5g/cm3)、鋁(為2.7g/cm3)、鈦(為4.5g/cm3)的密度大,比銅的密度(為8.9g/cm3)略小。常見不銹鋼的密度,見表2-1所列。
2. 導熱性
導熱,又稱傳(chuan)熱,它是由于(yu)物(wu)體(ti)內部溫(wen)度較高的(de)分子(zi)(zi)或自由電(dian)子(zi)(zi),因振動或碰撞將(jiang)熱能以動能的(de)形(xing)式傳(chuan)給相鄰溫(wen)度較低(di)的(de)分子(zi)(zi),它的(de)特點是物(wu)體(ti)內的(de)分子(zi)(zi)沒(mei)有(you)宏觀的(de)相對位移(yi)。固體(ti)的(de)傳(chuan)熱都屬于(yu)這一類。
一般說不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)導熱性“不(bu)好(hao)”。但如(ru)果用于需要(yao)保溫的(de)(de)情況下,這(zhe)個“不(bu)好(hao)”倒成了它的(de)(de)優點(dian)。不(bu)銹鋼(gang)在常溫狀態下,其(qi)熱導率比較(jiao)低,與(yu)鋁(lv)相比較(jiao),10Cr17(430)為(wei)鋁(lv)的(de)(de)1/8左右;06Cr19Ni10(304)為(wei)鋁(lv)的(de)(de)1/13左右;與(yu)碳鋼(gang)相比較(jiao),分別為(wei)1/2左右和1/4左右。
純金屬中,熱是(shi)(shi)因自由電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)動而傳遞的(de)(de)(de),不銹(xiu)鋼是(shi)(shi)鐵和鉻(Cr)及鎳(Ni)的(de)(de)(de)合金,自由電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)動因鉻及鎳的(de)(de)(de)抑制而變(bian)小(xiao)。自由電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)動也(ye)受溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)影響,熱導率(lv)根據溫(wen)(wen)度(du)而變(bian)化(hua)。對于(yu)50~800℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)段,按溫(wen)(wen)度(du)連(lian)續(xu)地單調增加(jia)。其增加(jia)的(de)(de)(de)程度(du),Cr-Ni系(xi)列不銹(xiu)鋼比Cr系(xi)列不銹(xiu)鋼要小(xiao)一些。對低(di)溫(wen)(wen)段,也(ye)隨著溫(wen)(wen)度(du)降低(di)的(de)(de)(de)同時(shi)熱導率(lv)減(jian)少,超(chao)低(di)溫(wen)(wen)時(shi),變(bian)為極(ji)小(xiao)。常見不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)熱導率(lv),見表2-1。
3. 熱膨(peng)脹性
熱膨(peng)(peng)脹是指當溫度(du)改變時物體發生(sheng)脹縮(suo)的現象(xiang)為熱膨(peng)(peng)脹。
在(zai)溫(wen)度(du)T時(shi),長度(du)為(wei)(wei)(wei)l、體積(ji)為(wei)(wei)(wei)V的(de)物體,溫(wen)度(du)保持在(zai)T+dT時(shi),其長度(du)和體積(ji)的(de)變化則(ze)分別(bie)為(wei)(wei)(wei)l+dl及V+dV的(de)現象稱為(wei)(wei)(wei)熱膨(peng)脹。線[膨(peng)]脹系(xi)數(shu)為(wei)(wei)(wei)α,體膨(peng)脹系(xi)數(shu)為(wei)(wei)(wei)β,可分別(bie)以下式表示(shi):
對各向同性(xing)的固(gu)體而言,可以近似的取(qu)β=3α。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)相比較,06Cr19Ni10(304)的線(xian)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)大,10Cr17(430)則小。而鋁和(he)銅的線(xian)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)比不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大。常用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的膨脹(zhang)系(xi)數(shu),見表2-1。
4. 電阻(zu)率(lv)
電(dian)阻(zu)(zu)是物質阻(zu)(zu)礙(ai)電(dian)流通過(guo)的性(xing)質。電(dian)阻(zu)(zu)率是表征物質導電(dian)性(xing)能(neng)的物理量。
通常電(dian)阻以(yi)下式表示: 電(dian)阻=電(dian)阻率(lv)x(導體長(chang)度(du)/斷面積)
銀或(huo)銅的(de)電(dian)(dian)(dian)阻率非常小,是電(dian)(dian)(dian)流最容易通過的(de)材(cai)料(liao)。然而和這些純(chun)金(jin)屬(shu)相(xiang)比(bi)(bi)較,它們的(de)合(he)金(jin)的(de)電(dian)(dian)(dian)阻率一般都要(yao)大很多(duo)。由于不(bu)銹鋼是在(zai)(zai)鐵(tie)(Fe)中加入(ru)鉻(Cr)或(huo)鎳(Ni)的(de)合(he)金(jin),與純(chun)金(jin)屬(shu)相(xiang)比(bi)(bi)較,其電(dian)(dian)(dian)阻率明顯地增(zeng)大。在(zai)(zai)不(bu)銹鋼中,從(cong)12Cr13(410)、10Cr17(430)進而到06Cr19Ni10(304),隨(sui)著其中所含合(he)金(jin)量的(de)增(zeng)加,電(dian)(dian)(dian)阻率增(zeng)大。
和純金(jin)屬(shu)相比,合金(jin)電(dian)(dian)阻率增加的原因,如同其熱導率增加一(yi)樣(yang),也是(shi)因輸(shu)送電(dian)(dian)流的自由電(dian)(dian)子在運(yun)動中,由于合金(jin)元素的存在,而使其運(yun)動紊(wen)亂不規律所致。在多數金(jin)屬(shu)中,熱導率(λ)越(yue)高(gao),則其電(dian)(dian)導率亦越(yue)高(gao)。
常用不銹(xiu)鋼電(dian)阻率,列(lie)于(yu)表(biao)2-1。